机械维修 - 热喷涂修复法

机械维修 - 热喷涂修复法

用高温热源将喷涂材料加热至熔化或呈塑性状态，同时用高速气流使其雾化，喷射到经过预处理的工件表面上形成一种覆盖层的过程称为喷涂。将喷射层继续加热，使之达到熔融状态而与基体形成冶金结合，获得牢固的工作层称为喷焊或喷涂。这两种工艺总称为热喷涂。

热喷涂技术不仅可以恢复零件的尺寸，而且还可以改善和提高零件表面的某些性能，如具有耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性、导电性、绝缘性、密封性、隔热性等。

(1)热喷涂的分类及特点

热喷涂技术按所用热源的不同，可分为氧—乙炔火焰喷涂与喷焊、电弧喷涂、等离子喷涂与喷焊、爆炸喷涂和高频感应喷涂等多种方法。喷涂材料有丝状和粉状两种。热喷涂技术具有以下特点。

①适用材料广，喷涂材料广。喷涂的材料可以是金属、合金，也可以是非金属。同样，基体的材料可以是金属、合金，也可以是非金属。

②涂层的厚度不受严格限制，可以从几十微米到几毫米。而且涂层组织多孔，易存油，
润滑性和耐磨性都较好。

③喷涂时工件表面温度低（一般为70～80℃），不会引起零件变形和金相组织改变。

④可赋予零件以某些特殊的表面性能，达到节约贵重材料、提高产品质量、满足多种工程技术和高新技术的需要。

⑤设备不复杂，工艺简便，可现场作业。

⑥对失效零件修复的成本低、周期短、生产效率高。

缺点是喷涂层结合强度有限，喷涂前工件表面需经毛糙处理，会降低零件的强度和刚度；而且多孔组织也易发生腐蚀；不宜用于窄小零件表面和受冲击载荷的零件修复。

电弧喷涂的最高温度为6649℃，等离子喷涂与喷焊的最高温度为11093℃，对加速加热和提高粒子速度来说，等离子喷涂与喷焊最佳，电弧喷涂次之，氧—乙炔火焰涂与喷焊最差。但由于电弧喷涂和等离子喷涂与喷焊都需要专用的成套设备，成本高，而氧—乙炔火焰喷涂与喷焊具有设备投资少、成本低、工艺简便等优点，因此其应用最为广泛。

(2)热喷涂在设备维修中的应用

热喷涂技术在机械设备维修中应用广泛。对于大型复杂的零件如机床主轴、曲轴、凸轮轴轴颈、电动机转子轴，以及机床导轨和溜板等，采用热喷涂修复其磨损的尺寸，既不产生变形又延长使用寿命；

大型铸件的缺陷，采用热喷涂进行修复，加工后其强度和耐磨性可接近原有水平；在轴承上喷涂合金层，可代替铸造的轴承合金层；在导轨上用氧—乙炔火焰喷涂一层工程塑料，可提高导轨的耐磨性和减摩性；还可以根据需要喷制防护层等，如Zn、Al或Zn-Al合金是用于钢铁最多的涂层。

由于防腐效果是靠牺牲阳极自身来实现的，故防腐蚀寿命由喷涂层的厚度决定。不过，暴露试验证明，由于表面氧化膜的生成，Zn、Al的溶解速度是十分缓慢的。